CN217649309U - 一种电动车变挡箱自动拨挡装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种电动车变挡箱自动拨挡装置，包括控制器以及自动拨挡电路，所述控制器的控制输出端还连接电机的驱动端，控制器输出端还连接变挡箱的拨挡控制端，电机的输出端连接至变挡箱。通过自动拨挡电路向控制器发送拨挡信号，控制器控制变挡箱拨挡，并且控制电机的正、反转以及转动速度。该电动车变挡箱自动拨挡装置结构简单，控制器响应速度快，可快速高效的实现电动车变挡箱的自动拨挡。

Description

一种电动车变挡箱自动拨挡装置

技术领域

本实用新型涉及电动车领域，具体涉及一种电动车变挡箱自动拨挡装置。

背景技术

随着人们对环境保护的意识的不断增强，电动车已经得到迅速发展。在电动车越来越多的今天，人们对电动车的性能要求变得越来越高。

然而现有电动汽车的变挡箱自动拨挡结构复杂，响应速度不足，效率低，因此急需一种结构简单且响应速度快，效率高的电动车变挡箱自动拨挡装置来实现电动车的自动拨挡。

以变挡排挡为例，现有的变挡排挡装置存在着以下问题：

1、手动排挡装置在没有同步器的情况下，人为的想掌握较准确的挡位卡接时间很困难，所以，在挡位卡接过程中经常会出现打齿现象。

2、自动变挡机构主要是以速度为参考，通过电磁阀或步进电机来拨动卡接装置进行卡接变挡，当车速在变挡速度的零界点左右时，车辆将会出现不停的切换挡位，这种情况在较长坡度路段情况时特别容易出现，这样对驾驶员及乘客来说舒适感很不好，同时也对机械造成不必要的损伤及破坏。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种电动车变挡箱自动拨挡装置。

为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种电动车变挡箱自动拨挡装置，包括控制器以及自动拨挡电路，所述自动拨挡电路包括第一继电器、第二继电器和第三继电器；所述第一继电器、第二继电器和第三继电器三者的线圈电源电路并联，并且在各自的线圈电源电路上串联有常开开关，所述常开开关互为不可同时闭合的开关；

所述第二继电器的常闭触点一端连接车载电源输出端，另一端连接两条支路：一条支路上串联有所述第一继电器的第一常闭触点、第三继电器的常开触点和第一电阻，该支路的输出端连接所述控制器的1挡信号输入端；另一条支路上串联有所述第一继电器的常开触点和第二电阻，该支路的输出端连接所述控制器的自动1-2挡信号输入端；

所述车载电源输出端还连接所述第二继电器的常开触点,所述第二继电器的常开触点串联第三电阻后连接所述控制器的倒挡信号输入端；

所述控制器的控制输出端连接电机驱动端，所述控制器输出端还连接变挡箱的拨挡控制端，所述电机输出端连接至变挡箱。

该电动车变挡箱自动拨挡装置结构简单，控制器响应速度快，可快速高效的实现电动车变挡箱的自动拨挡，同时该电动车变挡箱自动拨挡装置由控制器接收到的常开开关信号为参考来控制拨挡，避免了现有技术中因车速在变挡速度的零界点左右时车辆出现不停的切换挡位的情况，提高了驾驶员及乘客来说舒适感，也对避免了机械的不必要损伤及破坏；另外该电动车变挡箱自动拨挡装置由控制器直接控制电机以及变挡箱同步完成变挡操作，因此能有效避免在挡位卡接过程中出现打齿现象。

该电动车变挡箱自动拨挡装置的优选方案：所述第一继电器的线圈电源电路中串联有第三继电器的常闭触点；所述第二继电器的线圈电源电路中串联有第三继电器的另一常闭触点以及第一继电器的第二常闭触点；所述第三继电器的线圈电源电路中串联有第二继电器的常闭触点以及第一继电器的第三常闭触点。该优选方案除了具备上述有益效果外，还能实现在选择了挡位开关后，对其它挡位开关进行锁定，以进一步防控制器接收到多个信号的可能，提高了拨挡的准确性。

该电动车变挡箱自动拨挡装置的优选方案：所述车载电源输出端连接有一常闭开关，该常闭开关的另一端连接所述第二继电器的常闭触点、所述第二继电器的常开触点。

该电动车变挡箱自动拨挡装置的优选方案：所述变挡箱内轴向定位有变速轴，该变速轴两端对应固套有一挡从动齿轮、二挡从动齿圈，所述电机的输出端与所述二挡从动齿圈啮合配合；所述变速轴上滑动配合有卡接套，该卡接套处于所述一挡从动齿轮和二挡从动齿圈之间，且该一挡从动齿轮和二挡从动齿圈相对侧面上具有可与所述卡接套进行轴向限位配合的端面，所述变挡箱内轴向滑动配合有拨叉轴，该拨叉轴上固套有档位拨动杆，档位拨动杆与所述卡接套配合连接，所述控制器的输出端连接有使得档位拨动杆沿拨叉轴轴向移动的驱动机构。该优选方案结构简单，能准确地实现控制器对变挡箱的拨挡控制。

优选的，所述驱动机构为步进电机，所述控制器的输出端连接步进电机控制端，所述步进电机输出轴作用于所述档位拨动杆上。利用控制器控制步进电机，准确且快速的实现了档位拨动杆沿拨叉轴轴向的移动，进而实现了变挡箱的拨挡。

优选的，所述驱动机构为电磁线圈模块，所述控制器的输出端连接电磁线圈模块，所述电磁线圈模块轴向固套在所述拨叉轴上。利用控制器向电磁线圈输出电流，利用电磁原理准确且快速的实现了档位拨动杆沿拨叉轴轴向的移动，进而实现了变挡箱的拨挡。

进一步优选的，所述电磁线圈模块包括并联的第一电磁线圈以及第二电磁线圈。利用两个电磁线圈实现远距离拉动，利用单个电磁线圈实现近距离拉动并保持，具有减少成本以及节能的优点。

该电动车变挡箱自动拨挡装置的优选方案：所述变速轴上套设有回位弹簧，所述回位弹簧位于所述卡接套与一挡从动齿轮之间，所述回位弹簧自然状态下，所述卡接套与二挡从动齿轮对应端面卡接。

该电动车变挡箱自动拨挡装置的优选方案：所述拨叉轴上设有距离传感器，所述距离传感器采集其与档位拨动杆之间的距离，所述距离传感器信号输出端连接所述控制器的对应信号输入端。

本实用新型的有益效果是：该电动车变挡箱自动拨挡装置结构简单，可准确高效地实现对倒挡、1挡以及自动1-2挡变换的控制，避免了车辆出现不停的切换挡位的情况，同时该电动车变挡箱自动拨挡装置由控制器直接控制电机以及变挡箱同步完成变挡操作，有效避免了在挡位卡接过程中出现打齿现象。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是电动车变挡箱自动拨挡装置的原理示意图；

图2是电动车变挡箱自动拨挡装置的一种优选方案原理示意图

图3是电动车变挡箱自动拨挡装置的另一种优选方案原理示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1所示，本实用新型提供了一种电动车变挡箱自动拨挡装置，包括控制器1以及自动拨挡电路，所述控制器1的控制输出端还连接电机2的驱动端，控制器1输出端还连接变挡箱3的拨挡控制端，电机2的输出端连接至变挡箱3。通过自动拨挡电路向控制器1发送拨挡信号，控制器1控制变挡箱3拨挡，并且同步控制电机2的正、反转以及转动速度。

具体地，所述自动拨挡电路包括第一继电器KM1、第二继电器KM2和第三继电器KM3；所述第一继电器KM1、第二继电器KM2和第三继电器KM3三者的线圈电源电路并联，并且在各自的线圈电源电路上串联有常开开关：第一继电器KM1的线圈电源电路上串联第一常开开关SB1,第二继电器KM2的线圈电源电路上串联第二常开开关SB2,第三继电器KM3的线圈电源电路上串联第三常开开关SB3，第一常开开关SB1、第二常开开关SB2和第三常开开关SB3三者互为不可同时闭合的开关，具体可通过现有技术实现，如单刀三掷拨动开关等。

所述第二继电器KM2的常闭触点KM2-2一端连接车载电源输出端，另一端连接两条支路：一条支路上串联有所述第一继电器KM1的第一常闭触点KM1-2、第三继电器KM3的常开触点KM3-1和第一电阻R1，该支路的输出端连接所述控制器的1挡信号输入端；另一条支路上串联有所述第一继电器KM1的常开触点KM1-1和第二电阻R2，该支路的输出端连接所述控制器的自动1-2挡信号输入端。

所述车载电源输出端还连接所述第二继电器KM2的常开触点KM2-1,所述第二继电器KM2的常开触点KM2-1串联第三电阻R3后连接所述控制器的倒挡信号输入端。

所述第一继电器KM1的线圈电源电路中串联有第三继电器KM3的常闭触点KM3-2；所述第二继电器KM2的线圈电源电路中串联有第三继电器KM3的另一常闭触点KM3-3以及第一继电器KM1的第二常闭触点KM1-4；所述第三继电器KM3的线圈电源电路中串联有第二继电器KM2的常闭触点KM2-3以及第一继电器KM1的第三常闭触点KM1-3。

需要自动切换1-2挡位时，闭合第一常开开关SB1，第一继电器KM1线圈得电，其常开触点KM1-1闭合，其常闭触点KM1-2、KM1-3、KM1-4断开；第二继电器KM2的常闭触点KM2-2保持闭合；控制器1的2号信号输入端输入信号，控制器1控制变挡箱3拨动到2挡挡位，并可控制1-2挡位的任意切换，控制器1控制电机2正向或反向转动。

需要1挡时，闭合第三常开开关SB3，第三继电器KM3线圈得电，其常开触点KM3-1闭合，其常闭触点KM3-2、KM3-3断开；第一继电器KM1的常闭触点KM1-2、KM1-3保持闭合；第二继电器KM2的常闭触点KM2-2、KM2-3保持闭合；控制器1的1号信号输入端输入信号；控制器1控制变挡箱3拨动到1挡挡位，控制器1控制电机2正向转动。

需要倒挡时，闭合第二常开开关闭合SB2，第二继电器KM2线圈得电，其常开触点KM2-1闭合，其常闭触点KM2-2断开；控制器1的3号信号输入端输入信号；控制器1控制变挡箱3拨动到1挡挡位，控制器1控制电机2反向限速转动。

如不需要倒挡时，闭合第一常开开关闭合SB1或闭合第三常开开关SB3转换至前进挡，此时，第二常开开关SB2断开，第二继电器KM2线圈失电，倒挡失效，切换至自动1-2挡位或1挡。

需要空挡时，将第一常开开关SB1、第二常开开关SB2、第三常开开关SB3全部置为断开状态，控制器1的1、2、3号信号输入端均无信号输入，控制器1不向电机2输出控制信号，电机2停止转动。

或者在车载电源输出端连接有一常闭开关SB4，该常闭开关SB4的另一端连接所述第二继电器KM2的常闭触点KM2-2、所述第二继电器KM2的常开触点KM2-1。需要空挡时，断开常闭开关SB4；控制器1的1、2、3号信号输入端均无信号输入，控制器1不向电机2输出控制信号，电机2停止转动。

本实施例中，控制器1、电机2以及变挡箱3之间的配合关系优选但不限于如下结构：

所述变挡箱11内轴向定位有变速轴7，该变速轴7两端对应固套有一挡从动齿轮11、二挡从动齿圈8，所述电机2的输出端与所述二挡从动齿圈8啮合配合；所述变速轴7上滑动配合有卡接套9，该卡接套9处于所述一挡从动齿轮11和二挡从动齿圈8之间，且该一挡从动齿轮11和二挡从动齿圈8相对侧面上具有可与所述卡接套9进行轴向限位配合的端面，所述变挡箱3内轴向滑动配合有拨叉轴6，该拨叉轴6上固套有档位拨动杆4，档位拨动杆4与所述卡接套9配合连接，所述控制器1的输出端连接有使得档位拨动杆4沿拨叉轴6轴向移动的驱动机构。

为进一步准确控制驱动机构的启停，可在拨叉轴6上设有距离传感器13，距离传感器13采集其与档位拨动杆4之间的距离，距离传感器13的信号输出端连接控制器1的对应信号输入端。当距离传感器13采集其与档位拨动杆4之间的距离达到预设的距离值时，控制器1控制驱动机构停止驱动档位拨动杆4移动。

本实施例中，该驱动机构优选但不限于为电磁线圈模块5，该电磁线圈模块5轴向固套在所述拨叉轴6上，档位拨动杆4为金属材质。

当闭合第一常开开关SB1时，控制器1需要控制电机2以及变挡箱实现自动切换1-2挡位。此时，控制器1通过向电磁线圈模块5输出电流使得变挡箱3内拨叉轴6上的档位拨动杆4向左或向右移动，从而带动卡接套9从一挡从动齿圈11上的限位配合的端面拨离，与二挡从动齿圈8上的限位配合的端面卡接，或带动卡接套9从二挡从动齿圈8上的限位配合的端面拨离，与一挡从动齿圈11上的限位配合的端面卡接，如此实现1-2挡的自动拨挡。这里可通过由控制器1向电磁线圈模块5输出正、反向电流实现；也可以在变速轴7上套设有回位弹簧10实现，该回位弹簧10位于所述卡接套9与一挡从动齿轮11之间，回位弹簧10自然状态下，卡接套9与二挡从动齿轮8对应端面卡接；具体地：控制器1向电磁线圈模块5输出电流使得变挡箱3内拨叉轴6上的档位拨动杆4向右移动，从而带动卡接套9从二挡从动齿圈8上的限位配合的端面拨离后，再与一挡从动齿轮11的限位配合的端面进行卡接；当控制器1停止向电磁线圈模块5输出电流，回位弹簧10复位，使得卡接套9连同挡位拨动杆4一起推回二挡从动齿圈8卡接，如此实现1-2挡的自动拨挡。与此同时，控制器1控制电机正向或反向转动，任意切换成1挡或2挡工作状态。

当闭合第一常开开关SB3时，控制器1需要控制电机2以及变挡箱实现1挡，这时，控制器1控制电机2进行正向旋转，与此同时，控制器1按上述方式向电磁线圈模块5输出电流使得变挡箱3内拨叉轴6上的档位拨动杆4向右移动，从而带动卡接套9从二挡从动齿圈8上的限位配合的端面拨离后，再与一挡从动齿轮11的限位配合的端面进行卡接。

当闭合第二常开开关闭合SB2时，控制器1需要控制电机2以及变挡箱实现倒挡，这时，控制器1控制电机2进行反向限速(低速)旋转，与此同时，控制器1按上述方式向电磁线圈模块5输出电流使得变挡箱3内拨叉轴6上的档位拨动杆4向右移动，从而带动卡接套9从二挡从动齿圈8上的限位配合的端面拨离后，再与一挡从动齿轮11的限位配合的端面进行卡接，此时，电机2开始反向低速旋转得到倒挡。

该优选方案中，如图2所示，电磁线圈模块5可包括并联的第一电磁线圈51以及第二电磁线圈52。控制器1可先向电磁线圈模块5的第一电磁线圈和第二电磁线圈都输出电流以实现对档位拨动杆4远距离的拉动，当距离传感器13采集其与档位拨动杆4之间的距离达到第一预设距离值时，控制器1停止向第一电磁线圈51输出电流，仅向第二电磁线圈52输出电流，以实现对档位拨动杆4近距离的拉动以及位置保持。

本实施例中，如图3所示，该驱动机构还可以为步进电机12，所述控制器1的输出端连接步进电机12控制端，所述步进电机12输出轴作用于档位拨动杆4上。需要拨动挡位时，控制器1输出驱动信号给到步进电机12，控制步进电机12输出轴的伸出或收回，以实现档位拨动杆4沿拨叉轴6轴向的移动，进而实现卡接套9与二挡从动齿圈8、一挡从动齿圈11的卡接与脱离。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种电动车变挡箱自动拨挡装置，其特征在于，包括控制器以及自动拨挡电路，所述自动拨挡电路包括第一继电器、第二继电器和第三继电器；所述第一继电器、第二继电器和第三继电器三者的线圈电源电路并联，并且在各自的线圈电源电路上串联有常开开关，所述常开开关互为不可同时闭合的开关；

所述第二继电器的常闭触点一端连接车载电源输出端，另一端连接两条支路：一条支路上串联有所述第一继电器的第一常闭触点、第三继电器的常开触点和第一电阻，该支路的输出端连接所述控制器的1挡信号输入端；另一条支路上串联有所述第一继电器的常开触点和第二电阻，该支路的输出端连接所述控制器的自动1-2挡信号输入端；

所述车载电源输出端还连接所述第二继电器的常开触点,所述第二继电器的常开触点串联第三电阻后连接所述控制器的倒挡信号输入端；

所述控制器的控制输出端连接电机驱动端，所述控制器输出端还连接变挡箱的拨挡控制端，所述电机输出端连接至变挡箱。

2.根据权利要求1所述的电动车变挡箱自动拨挡装置，其特征在于，所述第一继电器的线圈电源电路中串联有第三继电器的常闭触点；所述第二继电器的线圈电源电路中串联有第三继电器的另一常闭触点以及第一继电器的第二常闭触点；所述第三继电器的线圈电源电路中串联有第二继电器的常闭触点以及第一继电器的第三常闭触点。

3.根据权利要求1所述的电动车变挡箱自动拨挡装置，其特征在于，所述车载电源输出端连接有一常闭开关，该常闭开关的另一端连接所述第二继电器的常闭触点、所述第二继电器的常开触点。

4.根据权利要求1所述的电动车变挡箱自动拨挡装置，其特征在于，所述变挡箱内轴向定位有变速轴，该变速轴两端对应固套有一挡从动齿轮、二挡从动齿圈，所述电机的输出端与所述二挡从动齿圈啮合配合；所述变速轴上滑动配合有卡接套，该卡接套处于所述一挡从动齿轮和二挡从动齿圈之间，且该一挡从动齿轮和二挡从动齿圈相对侧面上具有可与所述卡接套进行轴向限位配合的端面，所述变挡箱内轴向滑动配合有拨叉轴，该拨叉轴上固套有档位拨动杆，档位拨动杆与所述卡接套配合连接，所述控制器的输出端连接有使得档位拨动杆沿拨叉轴轴向移动的驱动机构。

5.根据权利要求4所述的电动车变挡箱自动拨挡装置，其特征在于，所述驱动机构为电磁线圈模块，所述控制器的输出端连接电磁线圈模块，所述电磁线圈模块轴向固套在所述拨叉轴上。

6.根据权利要求5所述的电动车变挡箱自动拨挡装置，其特征在于，所述电磁线圈模块包括并联的第一电磁线圈以及第二电磁线圈。

7.根据权利要求4至6任一项所述的电动车变挡箱自动拨挡装置，其特征在于，所述变速轴上套设有回位弹簧，所述回位弹簧位于所述卡接套与一挡从动齿轮之间，所述回位弹簧自然状态下，所述卡接套与二挡从动齿轮对应端面卡接。

8.根据权利要求4所述的电动车变挡箱自动拨挡装置，其特征在于，所述驱动机构为步进电机，所述控制器的输出端连接步进电机控制端，所述步进电机输出轴作用于所述档位拨动杆上。

9.根据权利要求4所述的电动车变挡箱自动拨挡装置，其特征在于，所述拨叉轴上设有距离传感器，所述距离传感器采集其与档位拨动杆之间的距离，所述距离传感器信号输出端连接所述控制器的对应信号输入端。

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